机房UPS不间断电源供电方案设计随着通信系统的迅速发展,我们对提供通信的电源有着明确的高要求,尤其是后备电源,它将是整个通信的源头,关系着信息的安全运行,因此我们就对供电质量提出了越来越高的要求,由此在通信机房中安装UPS(不间断电源)供电系统变得越来越普遍。一个设计良好的UPS电源供电系统能给负载提供优质电源,然而在实际应用中,许多问题又往往是UPS电源供电系统本身引起的。因此,如何建立~个合理的、安全的UPS电源供电系统是个很必要的事情。以下就UPS供电系统设计角度对这~问题进行探讨。
对UPS前级供电系统的要求UPS可以向负载提供稳压精度高、稳频、波形失真度小的高质量电源,并且在与静态旁路切换时可以做到供电无间断。但要做到这点,它的前级供电质量不容忽视。我们在设计通信机房前级供电系统时,应考虑以下几个方面:前级供电系统电源质量不宜太差,电压及频率应稳定在正常范围。一般地讲,大容量UPS主机输人电压范围应为380V±15%。电压过低,将使UPS备电池频繁放电,Zui终因长期处于欠压充电状态而大大缩短它的使用寿命,相反,电压过高,则易引起逆变器损坏。对于旁路输入,其电压和频率波动也有~定的范围,一般为额定电压±10%,额定频率±15%,如果前级电源变化范围过大,就会导致逆变器和旁路电源之间的切换被禁止或有间断。因此,如果通信机房的前级电网在电压范围上达不到要求,应在UPS前级配置合适的抗干扰交流稳压电源,但不宜采用电子管型交流稳压器或磁饱和稳压器,因为这两类稳压器在开机时可产生瞬时高压,输出波形失真度也较大,易造成UPS故障。前级供电系统中不应当带有别的频繁启动负载,比如经常使用的电梯,频繁开启的空调等。原因是在这些负载开、关机时会出现瞬间高低压,使供电线路上电压波形失真度过大,造成UPS市电旁路供电与逆变器供电转换控制电路误动作,进而引起同步控制电路故障。所以在条件许可下,宜将UPS电源尽可耀于电网输入的前端。
前级供电系统中的交流发电机组容量应适当放大。大多数通信机房都备有发电机组,以解决较长时间停电难以供电问题。但在配置发电机组时,其容量应考虑不少于UPS电源额定输出功率的1.5-2倍,以保证发电机输出电压、频率正常,并改善其波形失真度。
UPS容量的确定根据负载容量及性质,选择适当的UPS,既可保证UPS的供电质量,降低故障率,又可节省投资,提高经济效益。一般来说,UPS容量的确定主要是要满足当前负载的需要,同时,也要考虑几个因素:
负载性质对UPS输出功率的影响。当前大部分UPS生产厂家在产品说明书中所给的输出功率都是指负载功率因数为一0.8(滞后)时的值,而UPS电源实际可带的负载量是与负载功率因数密切相关的,当负载为纯电阻性或电感性时,逆变器在额定机在功率下其有功功率将有所下降。所以在考虑UPS容量时,对不同的负载功率因数要进行功率折算,通常可作这样的估算:假设负载功率因数为一0.8(滞后)时UPS额定功率为1KVA,则当功率因数为一0.9和-1.0时,输出功率分别约为0.9-0.92kVA和0.74-0.77kVA。对于计算机类负载,只要负载的峰值系数在UPS允许的范围内,UPS基本上可以输出额定功率,对于电阻性或电感性负载,则需酌情加大UPS容量。
容量较负载不宜过大,使其过度轻载运行。过度轻载运行虽有利于降低逆变器的损坏概率,但可能造成市电停电时,电池放电电流过小而放电时间偏长,在电池保护装置故障时,电池组被深度放电,而遭性损坏。